[发明专利]一种卷烟机烟丝分布检测装置及联合调节方法

说明书

本发明提供一种卷烟机烟丝分布检测装置，该装置包括中央处理单元、摄像存储模块、高速摄像采集模块、供电模块、显示模块、数据分析模块、报警模块，所述中央处理单元分别与供电模块、摄像存储模块、高速摄像采集模块、数据分析模块、报警模块以及显示模块连接，其中：所述高速摄像采集模块用于高速拍摄帆布带上的烟丝；所述高速存储模块用于将高速摄像采集模块采集到的高速影像进行实时存储；所述数据分析模块用于将采集到的高速烟丝影像进行分区域分析，进而表征烟丝均匀分布情况；所述报警模块用于当烟丝均匀分布情况超出预先设定的允差，装置将发出报警指示；显示模块用于提供人机控制界面和回放显示。

技术领域

本发明专利涉及卷烟生产领域，尤其涉及一种卷烟机烟丝分布检测装置及联合调节方法。

背景技术

烟支内烟丝分布的均匀性是影响卷烟物理指标、感官质量及烟气化学指标的重要因素，而在烟丝吸丝成型前，卷烟机喂料部分烟丝输送的均匀性直接影响烟支内烟丝分布的均匀性。在卷烟机喂料部分，烟丝经过落料窗后，由针辊和弹丝辘将烟丝输送至帆布带上，帆布带快速输送烟丝，经过一次风分的气流，形成气帘，重的部分分离至二次风分，轻的部分输送至烟支吸丝成型。在帆布带这一关键部位，烟丝均匀与否直接决定了输送至吸丝通道内烟丝的均匀性及一次、二次风分效果。

因此，如何在生产过程中快速、精准地通过卷烟机喂料部分输送的均匀性反映过程中存在的如输送带机械偏位等设备问题、烟丝内含梗量异常、湿团烟丝过多等来料问题便尤为重要。

发明内容

第一方面，本发明提供一种卷烟机烟丝分布检测装置，该装置包括中央处理单元、摄像存储模块、高速摄像采集模块、供电模块、显示模块、数据分析模块、报警模块，所述中央处理单元分别与供电模块、摄像存储模块、高速摄像采集模块、数据分析模块、报警模块以及显示模块连接，其中：所述高速摄像采集模块用于高速拍摄帆布带上的烟丝；所述高速存储模块用于将高速摄像采集模块采集到的高速影像进行实时存储；所述数据分析模块用于将采集到的高速烟丝影像进行分区域分析，进而表征烟丝均匀分布情况；所述报警模块用于当烟丝均匀分布情况超出预先设定的允差，装置将发出报警指示；显示模块用于提供人机控制界面和回放显示。

作为优选，所述高速摄像采集模块采用8mm焦距的近摄镜头、分辨率1920*100、快门速度1250μs以及200帧速率对高速中的烟丝影像进行摄像，且该高速摄像采集模块还配备有高速摄像光源组件。

作为优选，所述数据分析模块包括图像处理单元以及面积占比计算单元，图像处理单元依次采用图像滤波、二值化分割、图像形态学处理过程处理图像；所述面积占比计算单元将图像处理单元处理后的图像分为多个感兴趣的区域，逐一分析每个感兴趣区域的烟丝图像占比，最后分析N个通道的标准偏差来表征卷烟机烟丝分布均匀程度。

作为优选，图像滤波采用中值滤波，速度适中，图像处理效果好，边缘信息被保留；所述二值化分割由于背景颜色偏绿，颜色偏黄，采用在HSV颜色空间进行数据分割，将图像色调域的360个等级的灰度图像通过阈值选取后，获得可以反映图像整体和局部特征的二值化图像，即可以反映烟丝的分布；所述形态学处理采用膨胀和腐蚀两种组合的形态学处理方法。

作为优选，该装置还包括设备调节模块，所述设备调节模块根据卷烟机烟丝分布的分析信息识别故障类别，并对卷烟设备上的部分装置进行反馈调节。

作为优选，所述高速摄像采集模块的镜头高于帆布带50m～100mm，向下倾斜约45°左右，能将帆布带全景拍摄到。

作为优选，所述高速摄像光源组件采用六片条形光源。

作为优选，所述摄像存储模块采用高速内存，能够适应每秒采集500帧以上百万像素级别的图像。

作为优选，所述中央处理单元采用实时压缩技术，可以将原始的视频流压缩成标准的AVI格式。

作为优选，所述高速摄像采集模块采用像元面积为14μm*14μm的大面积CMOS芯片。